探究高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

探究高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：刘远快

[导读] 摘要：在建筑工程发展的过程中，低压配电系统的设计是建筑电气设计中十分重要的环节，低压配电系统在建筑施工的过程占据着重要的地位，尤其是在高层建筑数量不断增加的今天。

        高得建筑机电设计事务所（广州）有限公司广东省广州市 510610
        摘要：在建筑工程发展的过程中，低压配电系统的设计是建筑电气设计中十分重要的环节，低压配电系统在建筑施工的过程占据着重要的地位，尤其是在高层建筑数量不断增加的今天。在高层建筑电气设计的过程中，对于低压配电系统的安全性、可靠性要求较高，应合理规划、构建低压配电系统。
        关键词：高层建筑电气设计；低压配电系统；安全性
        1.低电压配电系统
        低压配电系统是整个电力系统的重要部分，包括配电变电所、配电变压器、高压配电线路、控制保护设备等组成部分。低压配电系统负责完成电能的分配任务，并且在供电系统发生故障时，能够自动断电，保证整个电力系统不被破坏，实现安全用电。由于高层建筑电气设备复杂，加上低压配电系统安全人员的技能不高，导致电气路线分布不合理、设备质量不过关，检查不够严格等，在低压配电系统运行中，由于内外部因素的影响，造成电路故障，导致漏电现象，从而引发火灾，这将会给整个高层建筑物用户的生命安全及财产带来极大的威胁。为保证低压配电系统的安全性，通过装置漏电保护系统及实施电位联结等方式，加强对电气设备的检查和保护，从而实现低压配电系统安全运行。
        2.保障高层建筑电气设计中低压配电系统安全性的措施
        2.1合理设计低压配电系统
        由于高层建筑的高度较高，相应供电的线路也较长，一定程度上加重了安全隐患。目前我国规范要求高层用电负荷中的很多用电设备必须按照一级负荷中特别重要的负荷规定进行供电，如消防电梯、消火栓、生活水泵用电等。高层建筑的供配电体统的设计方案设计中，也应按照这些要求进行。
        2.2电力负荷分级
        电力分级在高层电气设计低压配电系统中尤为重要，它需要考虑的不仅是建筑物日常基本用途时各种电器使用时能承担的负荷，还要考虑到超负荷，特殊情况下电力中断可能造成的损失程度，因此电气设计中需要将电力负荷进行分级，主要分成一级负荷、二级负荷、三级负荷。由于高层建筑物体量大、供电线路长，因此在配电设计时也要根据建筑物的功能划分供电区域，进行分区、分段、分项配电。
        2.3主接线安全性控制
        在供电系统的运行过程中，主接线发挥着关键的作用。低压配电系统的主接线连接设备一般较大，且分布范围大。复杂的现场条件让系统和设备操作比较频繁。出现故障时，会使整个系统受到影响。因此，低压配电系统采用放射式与树干式组合的配电方式，对于消防控制中心、消防电梯及防排烟风机等消防负荷及客用电梯、电讯、电话机房和安保等一级负荷用电设备的供电，采用双电源送至各用电点进行末端自动切换。空调主机、空气源热泵等集中性负载采用单回路放射供电。而配电线路保护方面，低压主进线开关采用长延时、短延时、瞬时保护；一般馈线开关采用短路、过负荷保护；干式变压器设自动温度检测和超温保护。
        2.4接地的保护设计
        在进行高层建筑的电气系统的设计时候，通过使用接地保护装置是确保建筑用电安全性的一个重要举措，可自动切断故障设备电路。接地保护系统的运用可通过IT系统、TR系统和TN系统，三种接地保护模式系统实现，是目前较为广泛使用的几种接地保护系统。导电部分外漏设置是接地故障系统行针对性保护的对象，它所起到的作用是及时进行故障切断实现电气系统保回路电流。低压配电系统中TN 系统的接地故障保护中的接地故障，大多是因为金属性短路或者发生故障的电流较大，因此在进行接地保护设置时可以通过电流保护器实现对于电路负荷以及电流短路的保护设置，也是低压配电系统的接地故障保护设置。但是在建筑电网线路较长或者电网线路的导线截面小时应当使用漏电保护器作为保护设置，兼做接地保护设置。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.5电气火灾监控系统检测
        消防配电回路所带的负荷比较稳定，不会产生过负荷；并且其配电线缆采用阻燃耐火或矿物绝缘电缆，绝缘不容易被破坏而发生接地故障，因此不易发生火灾。所以，消防动力负荷的配电回路一般是另做一套系统，即消防设备电源监控。电气火灾监控系统应根据建筑物的性质及电气火灾危险性设置，并应根据电气线路敷设和用电设备的具体情况，确定电气火灾监控探测器的型式与安装位置。从电气火灾发生的部位来看，负荷侧发生的火灾概率远大于电源侧，因此建议检测点安装在配电系统第二级开关进线处。值得注意的是，剩余电流式电气火灾探测器不宜设置在IT系统的配电线路中，因为剩余电流式电气火灾探测器在无地线的供电线路中不能正确探测，不适合使用。
        3.实际案例分析
        3.1工程概况
        中海海口国际中心项目位于海口市滨海大道与龙昆北路交汇处。本项目由两栋办公楼组成，其中1#楼（主楼）地下3层，地上34层，建筑高度172.2m，定位为甲级写字楼；2#楼（副楼）地下3层，地上14层，建筑高度62.85m，定位为乙级写字楼。地下室为设备用房及车库等，地上为办公。
        3.2低压配电安全性分析
        低压系统以满足供电可靠性、灵活性、安全、检修方便及减少损耗等的原则进行设计。0.4kV低压系统采用单母线分段，分列运行，设母联开关。主进开关和母联采用自投自复，设电气和机械联锁。平时两台变压器分列运行，母联断路器断开；低压系统中，当一台变压器停止运行，母联开关手动闭合，由另一台变压器带大部分负荷和重要负荷；当2路市电故障失电时，应启动备用发电机为消防负荷及重要负荷提供电力。10/0.4kV变压器采用（干式）树脂浇注封装变压器，内设二级温度保护并配有强迫风冷装置。变压器带防护外罩，其防护等级要求不低于IP20，并采用SCB11系列及以上的变压器。为保证消防负荷供电的可靠性，于发电机低压配电屏出线处，分别独立设置消防干线出线及备用干线出线，分别引至变压器低压屏。另外，于变压器低压屏结线中，消防母线段与确保母线段分别独立采用专用母线段，分别为消防负荷及非消防重要负荷供电。
        3.3消防电源监控系统
        所有消防动力箱、应急照明配电箱的总进线回路设消防电源状态监测。监控主机能在被监控的消防设备电源越限故障100s内发出声光报警，显示并记录消防设备电源名称、地址和故障时间。消防电源监控系统在各区域根据配电系统的性质和用途设置安装监控模块，负责监视相应区域配电系统的电源设备的状态，监控模块之间采用CAN二总线专用通讯网络连接。报警范围：过流、缺相、过压、欠压（小于额定电压的85%或大于额定电压的110%时）报警。
        3.4防雷接地系统
        在建筑屋面做10mx10m或8mx12m的网格，在屋顶如女儿墙上做环状避雷带或避雷针作为接闪器，所有突出屋面的金属物均与避雷带相接。在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并与屋面防雷装置相接。利用建筑物外侧柱内两根不小于φ16mm的主钢筋做防雷引下线，引下线平均间距不大于18m。利用建筑基础板内之钢筋做为接地极，当接地电阻值不满足设计要求时需要在建筑外围补打接地极，并与镀锌扁钢连接组成接地网以达到接地电阻值要求，接地电阻不大于1欧姆。整个建筑物内均进行等电位连接，所有进出建筑物的金属管道均应有效连接到等电位端子上。
        参考文献：
        [1]李晓波.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性解析[J].山西建筑，2018，44（22）：128-129.
        [2]陈涛.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性初探[J].建材与装饰，2018（28）：197-198.
        [3]万传华.高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析[J].科学与信息化，2018，（9）：40-41.
        [4]白立贤.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].江西建材，2017（16）：189+193.